CN205911601U - 一种新型巴条类半导体激光器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种新型巴条类半导体激光器，所述半导体激光器包括：激光器芯片、基础热沉；其中，通过焊料将所述激光器芯片以及基础热沉键合到一起，所述基础热沉前端面设置有台阶槽；基于本实用新型提供的半导体激光器，能够有效地控制焊料溢出，提高半导体激光器的可靠性，降低失效的风险。
Description
技术领域
本发明涉及半导体激光器领域，尤其涉及一种新型巴条类半导体激光器。
背景技术
目前市场上大量应用的半导体激光器结构如图1所示。芯片前端、匹配层前端与热沉前端平齐封装，整个结构中需要将热沉、匹配层和芯片键合在一起，因此需要两层焊料来实现；这样，键合质量就成为影响半导体激光器输出性能指标的关键因素。
目前除了应用高精度探伤设备来探测键合界面的缺陷以外，还有一个方法就是在显微镜下观察焊料的形貌及溢出情况：如果焊料无溢出，且在显微镜下观察到两个界面层之间有缝隙，则说明键合效果不理想；反之，焊料溢出情况较好，且焊料熔化颜色、光泽度较好，则说明键合效果理想。
目前，现有半导体激光器结构存在的不足主要包括：
第一，键合界面平齐结构很容易引起焊料溢出；
虽然根据焊料溢出情况可以判断半导体激光器的键合质量是否良好，但是焊料的过分溢出也会产生很大的负面作用，这主要与半导体激光器产品的应用有关。目前，超过90%的半导体激光器在使用时都需要在芯片前端粘接一个光学透镜，以此来获得更佳的输出光斑尺寸和形状；但是溢出焊料的高度会直接影响光学透镜的粘接。
在对精度要求越来越高的光学应用中，焊料溢出的控制精度也需要大大加强。通过控制键合温度及焊料用量是控制焊料溢出程度的一个方向，但是在微米级别的近场和光谱等效应的要求下，该方法对焊料溢出的控制效果并不理想。
第二，目前，一般将半导体激光器的热沉前端面加工为超低表面粗糙度的平面，通常级别为小于1个微米。但是其加工的表面为无纹理结构，非常不利于阻止焊料向下流动，焊料向下流动越厉害，焊料溢出越严重。
发明内容
有鉴于此，本实用新型提供一种新型巴条类半导体激光器，能够有效地控制焊料溢出，进一步为提高半导体激光器的可靠性提供了保证。
本实用新型的技术方案如下：
一种新型巴条类半导体激光器，所述半导体激光器包括：激光器芯片、基础热沉；其中，通过焊料将所述激光器芯片以及基础热沉键合到一起，所述基础热沉前端面设置有台阶槽。
上述方案中，所述半导体激光器还包括：匹配层；所述匹配层的热膨胀系数与激光器芯片的热膨胀系数相匹配。
上述方案中，所述将激光器芯片以及基础热沉键合到一起，包括：将所述激光器芯片前端、所述匹配层前端、以及所述基础热沉前端平齐进行键合。
上述方案中，所述台阶槽的尺寸由焊料的种类以及特性确定。
上述方案中，所述基础热沉前端面设置有纹理结构。
上述方案中，所述纹理结构包括：横向纹理、和/或交错纹理、和/或不规则纹理。
由于本实用新型提供的新型巴条类半导体激光器在其基础热沉的前端面上设置了台阶槽结构，因此在进行键合时溢出的焊料就可以填充在上述台阶槽内；进一步的，即使台阶槽内的焊料有溢出，在基础热沉前端面上设置的纹理结构能够进一步阻止溢出的焊料继续向下流动，这样有效地控制了焊料溢出，降低了半导体激光器封装失效风险，也为提高半导体激光器的可靠性提供了保证。
附图说明
图1为传统半导体激光器结构示意图；
图2为新型半导体激光器结构示意图一；
图3为新型半导体激光器结构示意图二。
附图标号说明：1为激光器芯片，2为匹配层，3为基础热沉，4为焊料层，5为台阶槽，6为纹理，7为溢出焊料。
具体实施方式
本实用新型提供一种新型巴条类半导体激光器，能够有效地控制焊料的溢出，降低了半导体激光器封装失效的风险，也为提高半导体激光器的可靠性提供了保证。
图2为新型半导体激光器的结构示意图一。如图2所示，所述新型半导体激光器包括：激光器芯片1、基础热沉3；通过焊料层4将所述激光器芯片1以及基础热沉3键合到一起。进一步的，所述半导体激光器还可以包括：匹配层2，所述匹配层2主要用于在温度变化时，其自身的热膨胀系数与激光器芯片1的热膨胀系数相匹配；并且在键合时，通过焊料将所述激光器芯片前端、所述匹配层前端、以及所述基础热沉前端平齐进行键合。
上述方案中，所述基础热沉3的前端面设置有台阶槽5。所述台阶槽5的尺寸可以根据所使用焊料的种类以及特性来确定，所述特性可以为焊料的熔点、流动性等。具体的，如果焊料熔点较低，流动性好，则需要大尺寸的台阶槽；如果焊料熔点较高，流动性一般，则需要中小尺寸的台阶槽；上述台阶槽5的作用是容纳键合时溢出的焊料7，由于溢出焊料7滞留在台阶槽5内，因此这使得半导体激光器产品在应用时光学透镜的粘接更加方便可靠，并且该台阶槽的机械加工工艺也非常简单，所以对成本基本无影响。
另外，本实用新型所涉及的基础热沉的前端面还设置纹理结构6，所述纹理结构6的作用主要是在台阶槽内的焊料溢出时，能够防止溢出的焊料继续向下流动，进一步防止焊料溢出；需要说明的是，所述纹理结构6可以包括但不限于：横向纹理、和/或交错纹理、和/或不规则纹理；这里所说的横向纹理可以是横向直线或曲线等，所述交错纹理可以是交错的直线或曲线等，所述不规则纹理可以为三角形、四边形、多边形、园、椭圆等，只要在横向上能阻止溢出焊料往下流动的纹理都可以，并且，该纹理在进行机械加工时也非常简单，只需稍微做一些加工方式的改变就可以满足要求。
如图3所示，本实用新型以所述纹理结构6为直线进行举例说明，但这并不构成对本实用新型的限制。
以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种新型巴条类半导体激光器，其特征在于，所述半导体激光器包括：激光器芯片、基础热沉；其中，通过焊料将所述激光器芯片以及基础热沉键合到一起，所述基础热沉前端面设置有台阶槽。
2.根据权利要求1所述的半导体激光器，其特征在于，所述半导体激光器还包括：匹配层；所述匹配层的热膨胀系数与激光器芯片的热膨胀系数相匹配。
3.根据权利要求2所述的半导体激光器，其特征在于，所述将激光器芯片以及基础热沉键合到一起，包括：将所述激光器芯片前端、所述匹配层前端、以及所述基础热沉前端平齐进行键合。
4.根据权利要求1所述的半导体激光器，其特征在于，所述台阶槽的尺寸由焊料的种类以及特性确定。
5.根据权利要求1所述的半导体激光器，其特征在于，所述基础热沉前端面设置有纹理结构。
6.根据权利要求5所述的半导体激光器，其特征在于，所述纹理结构包括：横向纹理、和/或交错纹理、和/或不规则纹理。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201620843204.6U CN205911601U (zh) | 2016-08-05 | 2016-08-05 | 一种新型巴条类半导体激光器 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN201620843204.6U CN205911601U (zh) | 2016-08-05 | 2016-08-05 | 一种新型巴条类半导体激光器 |
Publications (1)
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|---|---|
| CN205911601U true CN205911601U (zh) | 2017-01-25 |
Family
ID=57803426
Family Applications (1)
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| CN201620843204.6U Active CN205911601U (zh) | 2016-08-05 | 2016-08-05 | 一种新型巴条类半导体激光器 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN205911601U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112886382A (zh) * | 2020-02-27 | 2021-06-01 | 山东华光光电子股份有限公司 | 一种单组大功率光纤耦合半导体激光器封装结构与应用 |
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2016
- 2016-08-05 CN CN201620843204.6U patent/CN205911601U/zh active Active
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| CN112886382A (zh) * | 2020-02-27 | 2021-06-01 | 山东华光光电子股份有限公司 | 一种单组大功率光纤耦合半导体激光器封装结构与应用 |
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